IBM raffredderà i suoi chip 3D a liquido... dall'interno!

Il raffreddamento a liquido tramite acqua, nei sistemi server e workstation professionali, non è una novità. IBM però ha recentemente fatto compiere un ulteriore passo avanti a questi sistemi adottando per la prima volta una soluzione tecnica che permetterà prestazioni fino ad oggi impensabili per un sistema di tal genere.



Già con l’avvento dei chip 3D, dove vari strati sono posti in una sorta di wafer formando un processore in realtà composto da varie CPU sovrapposte, il passo avanti è stato notevole, ma la novità è che sarà ora possibile raffreddarli a liquido direttamente all’interno, facendo passare l’acqua nello spazio interstiziale tra i vari layer, parliamo di dimensioni nell’ordine dei 50 micron!

Con questo sistema, a detta di IBM, sarà possibile dissipare fino a 180W per centimetro quadrato su ogni layer che compone il chip, della grandezza di circa 4 cm di lato. L’impresa è ancora più ardua se si pensa che lo spazio in cui passa l’acqua non è più alto di 100 micron e vi passano in mezzo circa 10.000 interconnessioni verticali per cm quadrato, che uniscono i due strati.

Il passaggio del liquido attraverso questo spazio ha quindi richiesto molti studi da parte di IBM per essere ottimizzato, col problema in più di isolare le interconnessioni dal liquido, che altrimenti avrebbe provocato cortocircuiti a catena. Per risolvere si è usata una schermatura in silicio per ognuna delle migliaia di interconnessioni presenti, ricoperte a loro volta da un ulteriore strato sottilissimo di ossido di silicio. Tutta la costruzione di questo sistema ha richiesto un processo con accuratezza a 10 micron, dieci volte più preciso di quello usato comunemente nei chip.

Per l’assemblaggio di ciascun layer nella costruzione del chip finale, IBM si è affidata al Fraunhofer Institute, che ha sviluppato una tecnica di saldatura innovativa per assicurare il perfetto connubio tra robustezza e precisione necessario per questo sistema. Il risultato è stato un chip solido e assemblato in maniera perfetta, capace di supportare un raffreddamento a liquido interno senza il pericolo di danneggiamenti dovuti alla conducibilità elettrica del mezzo stesso.
Per completare il sistema di raffreddamento, ogni chip è racchiuso in un involucro di silicio, ove l’acqua viene pompata all’interno da un lato, passa attraverso gli strati del chip e ne fuoriesce dal lato opposto.

Ma la ricerca non si ferma e i due partner hanno annunciato che stanno lavorando per poter utilizzare questa tecnologia con chip di dimensioni inferiori e ancora più complessi internamente, migliorando allo stesso tempo le capacità dissipanti di tale sistema.

Ovviamente niente del genere sarà possibile per sistemi desktop ancora per lungo tempo, vista la difficoltà di realizzazione e il conseguente prezzo inarrivabile che avrebbero tali processori, il primo passo è stato fatto però, chissà che in un futuro non troppo remoto questa tecnologia non sarà applicabile anche nei comuni computer domestici, decretando una nuova rivoluzione per chi è sempre alla ricerca delle massime prestazioni del proprio PC.

Fonte: PCLaunches

di Federico Piccirilli